[發明專利]一種控制電控發動機的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310229287.0
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103334842A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 孫衛軍;柯采;黃銳
• 申請（專利權）人: 東風康明斯發動機有限公司
• 主分類號: F02D28/00
• 分類號: F02D28/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊

技術領域

本發明涉及一種控制電控發動機的裝置和方法，特別涉及可編程控制器（PLC）技術、電控發動機控制技術和現場總線技術，屬于電控發動機技術領域和電氣控制技術領域，適用于以電控發動機為動力、工況可調的工程機械和試驗設備。

背景技術

一些非車用發動機不是直接使用油門踏板控制發動機的轉速和扭矩，而是通過J1939報文向電控發動機的電控模塊ECM直接發送轉速、扭矩或油門開度來控制發動機的運轉。發動機在出廠時必須在發動機臺架上測試合格后才能發給客戶。普通發動機臺架不能向ECM發送J1939報文指令，所以不能在這種臺架上測試所述的電控發動機。在原來的臺架上使用本裝置和方法，可以很好地解決這個問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種控制電控發動機的方法和一種控制電控發動機的裝置，通過網關把ProfiBus總線系統和CAN總線系統整合到一起，從而使隸屬于ProfiBus總線系統的工控機可以把發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度的命令值發送給隸屬于CAN總線系統的ECM，再由ECM控制發動機運轉；同時，ECM也可以把發動機轉速、扭矩、油門開度的實際值發送給工控機，從而實現對電控發動機的監測和控制。

本發明的技術方案：本發明的控制電控發動機的裝置包括帶觸摸屏的工控機、可編程控制器PLC、網關、電控發動機的電控模塊ECM、轉速傳感器、噴油器和油壓控制閥，工控機通過ProfiBus總線與PLC連接，PLC通過ProfiBus總線與網關連接，網關通過CAN總線與電控模塊ECM連接，電控模塊ECM通過發動機線束與發動機的傳感器、噴油器和油壓控制閥相連。

所述PLC包括：

參數打包模塊：用于把發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度的命令值按J1939協議的格式打包；

輸出緩存模塊：用于存放從工控機HMI讀取的發動機控制模式、轉速、扭矩和油門開度命令值的數據包，ProfiBus-J1939網關從所述的輸出緩存模塊讀取所述的發動機控制模式、轉速、扭矩和油門開度命令值的數據包；

輸入緩存模塊：用于存放從ProfiBus-J1939網關發來的發動機轉速、扭矩和油門開度實際值數據包；

報文解析模塊：PLC把存放在輸入緩存模塊的發動機轉速、扭矩和油門開度實際值的數據包經解析后發到工控機進行顯示。

所述的工控機包括命令參數輸入模塊和狀態參數輸出模塊；

命令參數輸入模塊：建立輸入框，輸入發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度的命令值；

狀態參數輸出模塊：建立轉速、扭矩、油門開度實際值輸出框；

本發明的控制電控發動機的方法，步驟如下：

1）人工通過工控機的觸摸屏輸入發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度；

2）PLC把從工控機讀取的控制模式、轉速、扭矩、油門開度放入PLC內的輸出緩存模塊；

3）ProfiBus-J1939網關從PLC的輸出緩存模塊讀取控制模式、轉速、扭矩、油門開度；

4）網關通過CAN總線把發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度發給發動機電控模塊ECM；

5）ECM獲取發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度命令值參數，ECM再按指令值控制發動機的運轉；

6）ECM把發動機轉速、扭矩、油門開度的實際值通過CAN總線傳給網關，再通過ProfiBus總線傳給PLC和工控機用于顯示和監測。

所述的控制電控發動機的方法，具體方法是：

1）通過工控機組態軟件建立發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度命令值的輸入框及與PLC相關變量的對應關系；在所述輸入框中輸入發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度的命令值；

2）所述發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度的命令值被自動放入所述的PLC相關變量中；所述PLC將相關變量經打包后被傳送到所述PLC輸出緩存模塊的輸出數據包中；

3）在網關中通過網關組態軟件建立J1939報文與所述PLC輸出緩存模塊的輸出數據包的對應關系；所述PLC輸出緩存模塊的輸出數據包的內容通過網關被自動傳到所對應的J1939報文中；

4）網關通過CAN總線把發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度的J1939報文發給發動機電控模塊ECM；

5）ECM對包含發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度命令值的報文進行解析，獲取發動機控制模式、轉速、扭矩、油門開度命令值參數，再按這些參數控制油壓電磁閥和噴油器，從而控制發動機的運轉。